EL CEREBRO ADOLESCENTE

EL CEREBRO ADOLESCENTE
Sarah-Jayne Blakemore y Uta Frith, investigadoras de la University College of London, han dirigido diferentes investigaciones que combinan la neurociencia y el aprendizaje. En el caso de este Post, queremos desde La Biblioteca de Alejandría, hacer referencia a su investigación en la evolución del cerebro durante la adolescencia, donde se producen cambios drásticos, sobre todo en la corteza prefrontal, región del cerebro responsable de las funciones ejecutivas como la planificación y esencial en la regulación de las emociones, continúa durante todo este período crítico. El hecho de que la comprensión socio-emocional esté desarrollándose durante la adolescencia conlleva importantes implicaciones en el ámbito educativo, dado que puede interferir en el proceso de aprendizaje. El conocimiento del desarrollo cerebral en la adolescencia se nos antoja crucial para el proceso de enseñanza y aprendizaje en el aula.

Experimentos en cerebros de adolescentes

La aplicación de técnicas modernas de visualización cerebral ha permitido obtener imágenes de gran calidad del cerebro humano. A continuación, analizamos algunos resultados obtenidos en estudios que han aplicado la técnica de la resonancia magnética.

1)      Materia gris y materia blanca 1

1(La materia o sustancia gris está formada por masas de axones que al microscopio o en las imágenes de resonancia magnética parecen grises, mientras que la materia o sustancia blanca son masas de axones que al microscopio o en las imágenes de resonancia magnética se ven de color blanco debido a las vainas de mielina.)

Se han observado diferencias  en la densidad de sustancia blanca y sustancia gris entre los cerebros de niños (en promedio, de nueve años) y un grupo de adolescentes (en promedio, de 14 años). Los adolescentes mostraban un mayor volumen de sustancia blanca y un menor volumen de sustancia gris en las cortezas frontal y parietal. Esto se explica porque las neuronas, en su fase de desarrollo, crean una capa de mielina en torno a sus axones. La mielina es una sustancia grasa que aumenta la velocidad de transmisión de las neuronas.

 El volumen de sustancia gris en el lóbulo frontal aumenta durante la infancia y los primeros años de la adolescencia, obteniéndose un máximo en torno a los doce años para luego ir disminuyendo durante la adolescencia. El incremento de sustancia gris al comienzo de la pubertad conlleva un aumento de la densidad de las sinapsis mientras que el descenso gradual de sustancia gris, que ocurre en determinadas regiones del cerebro durante la adolescencia, ha sido atribuido a la poda sináptica. Tras la pubertad, las sinapsis más utilizadas se fortalecen y mejoran mientras que las menos utilizadas se eliminan. La poda sináptica conlleva un aumento de la eficiencia de la región ejecutiva. El hecho de que en los adolescentes no se pongan en funcionamiento determinadas regiones cerebrales de forma automática, a diferencia de los adultos, conlleva una menor variedad de recursos y podría explicar la variabilidad que observamos en el carácter de aquellos.

También se ha observado un aumento en el grosor del cuerpo calloso y un fortalecimiento de los circuitos que conectan el hipocampo con el lóbulo frontal, lo que permite una mejora en la planificación de tareas y en la toma de decisiones con un mejor uso de la memoria.

2) Diferencias sexuales

El máximo de sustancia gris en los lóbulos frontal y parietal se alcanza en las chicas en torno a los once años, mientras que en los chicos aparece a los doce años. Esto sugiere posibles interacciones entre las hormonas de la pubertad y el desarrollo de sustancia gris.

Diversos estudios muestran también diferencias en los ganglios basales y algunas estructuras límbicas. Por ejemplo, el hipocampo se desarrolla más rápidamente en las chicas mientras que la amígdala lo hace en los chicos. La incidencia menor de la depresión de los chicos podría estar relacionada con el incremento de los niveles de testosterona.

3) Efectos de algunos neurotransmisores

En los adolescentes existe una sensibilidad muy grande del cerebro a la dopamina. La dopamina es un neurotransmisor cerebral que desempeña un papel fundamental en el control de la atención o la cognición y que activa los circuitos de gratificación. Esto explica que los adolescentes den más importancia a la recompensa que a los riesgos en la búsqueda de lo novedoso. Existe también una sensibilidad a la oxitocina que hace más gratificantes las relaciones sociales lo que justifica la necesidad del adolescente por relacionarse con compañeros de su misma edad. El llamado “cerebro social”, que engloba regiones cerebrales que intervienen en lo afectivo y cognitivo en relación a los demás, sigue desarrollándose durante la adolescencia.

Implicaciones académicas

La educación debería considerar la enseñanza de habilidades relacionadas con las regiones del cerebro que sufren cambios más significativos durante la adolescencia, por ejemplo, el autocontrol o la empatía. Los programas eficaces deberían enseñar a los niños a calmarse, a hablar con naturalidad de sus sentimientos (hablar de los sentimientos propios y compartirlos con los demás constituye un buen antídoto contra la depresión) para resolver problemas interpersonales y a considerar los efectos de nuestras conductas sobre los demás.

Si asumimos que la adolescencia no es un problema y la consideramos como una fase adaptativa (la plasticidad cerebral garantiza la evolución y continuidad del aprendizaje) podremos gestionar los conflictos en el aula como ocasiones para enseñar y aprender habilidades socioemocionales.

Los docentes sabemos que el adolescente busca nuevas expectativas y su mejora en el razonamiento abstracto le permite investigar sobre su propia identidad. Como plantea Howard Gardner, al estar dispuestos a una gran variedad de temas, deberíamos animarles a adoptar formas de pensamiento abiertas. Si implicamos a nuestros alumnos en la participación de proyectos polifacéticos podrán diversificar sus conocimientos. Al estar el adolescente más dispuesto a trascender sus límites, deberíamos fomentar un pensamiento interdisciplinario que no coarte su curiosidad ni interfiera en su motivación.

Los docentes somos conscientes también que las situaciones socio-emocionales que impregnan el entorno educativo interfieren en los recursos dedicados por nuestros alumnos al aprendizaje. Como comenta Sarah-Jayne Blakemore,”las evidencias indican que la pubertad y la adolescencia suponen períodos críticos en el desarrollo de la conciencia emocional, especialmente en el contexto de las relaciones entre compañeros”. Los primeros años de la adolescencia deberían aprovecharse para incorporar programas educativos que fomenten la empatía y las relaciones interpersonales. La adolescencia no constituye un problema sino una gran oportunidad que hemos de aprovechar para optimizar el aprendizaje útil. Y es que el error forma parte del mismo.

Sarah-Jayne Blakemore, investigadora de la University College of London, ha escrito un libro, “Cómo aprende el Cerebro, las claves para la Educación”, y en una entrevista a un medio español en Inglaterra, hacía las siguientes declaraciones:

1 .- ¿Cómo se desarrolla el cerebro a través del ciclo vital? ¿Cuáles son los hitos del desarrollo del cerebro?

Se ha conocido mucho sobre el desarrollo temprano del cerebro a partir de los experimentos realizados con animales en las décadas de 1950 y 1960. Un proceso de desarrollo importante afecta al “cableado” de las células cerebrales (neuronas) – la intrincada red de conexiones (sinapsis) entre las neuronas. Al principio del desarrollo, el cerebro comienza a formar nuevas sinapsis, de modo que la densidad sináptica – el número de sinapsis por unidad de volumen de tejido cerebral – excede con mucho los niveles de los adultos. Este proceso de proliferación sináptica, la ‘sinaptogénesis’, dura hasta varios meses, dependiendo de la especie animal.

El aumento en el número de sinapsis es seguido por un período de eliminación sináptica (o poda) en el que el exceso de conexiones se marchitan. Este proceso está preprogramado en gran medida – sucederá en todos los ambientes. Sin embargo, el medio también pueden influir en la poda sináptica, reforzando aquellas conexiones utilizadas con frecuencia y eliminando las conexiones raramente utilizadas.

Esta investigación sugiere que el desarrollo del cerebro es particularmente sensible a la influencia ambiental muy al principio de la vida. No fue hasta la década de 1970 que la investigación en cerebros humanos post-mortem reveló que algunas áreas del cerebro humano, en particular, la corteza frontal, siguen desarrollándose más allá de la infancia. La corteza frontal es el área responsable de las habilidades cognitivas tales como la capacidad de hacer planes, recordar hacer cosas en el futuro, tareas múltiples e inhibición de comportamientos inadecuados (funciones ejecutivas). La corteza frontal también juega un papel importante en la auto-conciencia y la comprensión de otras personas. Peter Huttenlocher, en la Universidad de Chicago, recopiló cerebros humanos post mortem de todas las edades, descubriendo que la corteza frontal de los cerebros de los niños pre-púberes era notablemente diferente de la de los adolescentes post-púberes. Mientras en las áreas sensoriales del cerebro, como la corteza visual, la sinaptogénesis y la poda sináptica ocurren relativamente temprano y la densidad sináptica llega a niveles adultos a mediados de la niñez, la reorganización sináptica en la corteza frontal continúa mucho después, hasta bien entrada la adolescencia. Huttenlocher encontró que el número de sinapsis en el lóbulo frontal es alta alrededor de la pubertad, después de la cual se reduce su número (debido a la poda sináptica), a lo largo de la adolescencia.

Otro proceso del desarrollo que se da durante varias décadas en la corteza frontal es la mielinización. Mientras las neuronas se desarrollan, crean una capa de mielina en sus axones (sus largas fibras de transmisión de señales desde cada célula del cerebro). La mielina es una sustancia grasa que aísla a los axones y aumenta enormemente la velocidad de transmisión de los impulsos eléctricos entre neuronas. Mientras que las regiones sensoriales y motoras del cerebro son plenamente mielinizadas en los primeros años de vida, los axones de algunas regiones corticales, especialmente en los lóbulos frontal y parietal, continúan siendo mielinizados en el cerebro humano hasta bien entrada la adolescencia.

Recientes estudios de resonancia magnética han confirmado estos primeros estudios celulares, demostrando que algunas regiones del cerebro humano continuará desarrollando durante varios decenios (véase más abajo).

2.-Como observadora del desarrollo cerebral y psicológico, ¿dónde cree que el cerebro es más plástico –y el comportamiento moldeable-, y donde menos?

Hasta hace relativamente poco, estaba muy extendida la creencia de que el cerebro adulto no es capaz de cambiar. Solía haber una fuerte presunción de que después de los primeros años de vida el cerebro está equipado con todas las células que tendrá jamás, y que la edad adulta representa una espiral descendente de pérdida de células cerebrales y deterioro en el aprendizaje, la memoria y el rendimiento general. Pero la investigación está empezando a mostrar que esta visión del cerebro es demasiado pesimista: el cerebro adulto es flexible, puede crear nuevas células y hacer nuevas conexiones, por lo menos en algunas regiones. Aunque la capacidad de asentar nueva información se vuelve menos eficiente con la edad, no hay un límite de edad para el aprendizaje.

La plasticidad del cerebro – su capacidad de adaptarse continuamente a nuevas circunstancias – depende críticamente de cuánto se usa. La investigación sobre plasticidad sugiere que el cerebro está bien preparado para el aprendizaje permanente y la adaptación al medio, y que la rehabilitación educativa en la edad adulta es posible y una inversión que vale la pena. Por otro lado, la investigación también sugiere que no hay una necesidad biológica de precipitarse y empezar la enseñanza formal cada vez más temprano. Más bien, el comienzo tardío podría reconsiderarse como perfectamente en tiempo con el cerebro natural y el desarrollo cognitivo. Por supuesto, el cerebro envejecido se vuelve menos maleable y, como todo el mundo experimenta al envejecer, aprender nuevas cosas lleva más tiempo.

Se discuten estos temas en detalle en nuestro libro Cómo Aprende el Cerebro (Blakemore y Frith, Blackwell, 2005).

3 .- ¿Por qué la adolescencia es un periodo tan conflictivo?

La adolescencia es una época de cambio mental profundo, que afectan a la educación, a la adaptación social y el carácter, así como a la disposición a varias formas de enfermedad mental. Hasta hace poco había sorprendentemente pocas evidencias científicas sobre el desarrollo cognitivo y neural durante este importante período de la vida humana.

Las investigaciones recientes sobre el cerebro humano han revelado que la corteza prefrontal continúa desarrollándose hasta mucho después de la infancia. Esta región del cerebro es responsable de las funciones “ejecutivas”, tales como la capacidad para inhibir la conducta inapropiada y atender dos cosas a la vez, así como la comprensión social y la consciencia de sí mismo.

En mi investigación, utilizamos pruebas informatizadas pruebas para estudiar el desarrollo durante la adolescencia de las habilidades cognitivas sociales, tales como auto-consciencia y la comprensión de las otras personas. Esta investigación ha demostrado la mejora y los cambios en estos procesos cognitivos sociales durante la adolescencia.

Además, utilizamos técnicas de imagen cerebral (resonancia magnética funcional, o fMRI) para rastrear los cambios en la función cerebral durante los años de adolescencia. La fMRI se puede utilizar para ver el cerebro humano vivo en acción. Cuando las células del cerebro están activas, provocan un aumento local del flujo sanguíneo, que puede ser detectado por el escáner de resonancia magnética. Esta técnica notable nos permite mirar dentro del cerebro humano y descubrir cómo procesa la información. Mi investigación examina cómo el cerebro nos permite comprender las intenciones y emociones de otras personas y cómo la actividad cerebral que subyacen a estas capacidades cognitivas sociales se desarrolla. Una serie de estudios han demostrado cambios en la actividad de las regiones del cerebro implicadas en la comprensión de otras personas entre la adolescencia y la madurez.

El hallazgo de que la comprensión emocional y social, y la actividad cerebral durante el procesamiento social-emocional, están aún en desarrollo durante la adolescencia tiene implicaciones potenciales para la política social y la educación. El contexto altamente social y emocionalmente-cargado en potencia, del ambiente de un aula o de un colegio puede interferir con los recursos cognitivos que podrían dedicarse al aprendizaje académico. Los adolescentes también deben tener la oportunidad de aprender sobre su propio desarrollo cerebral en el colegio, ya que esto puede ser útil e interesante para ellos.

El hallazgo de que la toma de decisiones, y el desarrollo socio-emocional y cerebral continúan en la adolescencia tiene consecuencias para la comprensión de los trastornos psiquiátricos, muchos de los cuales tienen su edad media de aparición durante la adolescencia (por ejemplo, trastornos anímicos, la esquizofrenia, las adicciones). Entender el desarrollo del cerebro de los adolescentes puede tener consecuencias de gran alcance para la identificación precoz y el tratamiento preventivo de los grupos de riesgo entre niños y adolescentes.

4.-¿Cuáles son las perspectivas y los peligros de las ciencias del cerebro para la educación?

El conocimiento de cómo aprende el cerebro podría, y lo hará, tener un gran impacto en la educación. La comprensión de los mecanismos cerebrales que subyacen al aprendizaje y la memoria, y los efectos de la genética, el medio, la emoción y la edad en el aprendizaje podrían transformar las estrategias de educación y permitirnos diseñar programas que optimicen el aprendizaje de las personas en todas las edades y de acuerdo con todas las necesidades. Sólo mediante la comprensión de cómo el cerebro adquiere y establece la información y las destrezas seremos capaces de llegar a los límites de su capacidad de aprendizaje. La neurociencia puede ahora ofrecer una cierta comprensión de cómo el cerebro aprende nueva información y procesa la misma durante toda la vida (véase Blakemore y Frith, 2005).

La comprensión de las bases cerebrales del funcionamiento y el desarrollo social es crucial para el fomento de la competencia social dentro y fuera de las aulas. El funcionamiento social desempeña un papel en dar forma al aprendizaje y el rendimiento académico (y viceversa), y así comprender la base neural de la conducta social puede contribuir a comprender los orígenes y el proceso del éxito y fracaso en la escolarización. Esto también puede facilitar la comprensión de cómo los niños con necesidades socio-emocionales adicionales pueden ser incluidos en las escuelas ordinarias y el modo de reducir la exclusión.